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机械加工过程中的机械振动的探析

作者:2015-07-06 14:25文章来源:未知

  机械过程中产生的振动,是因为工具设备反复而有规律的动作而产生的,属于物理现象。在加工过程中,产生振动是必然的,所以会对机械加工产生一定的影响。发生比较小的振动时,轻微的波动会降低加工的精细度;比较大的振动时,会破坏制造工艺甚至影响到整个系统的正常工作,加工的产品质量就会降低。在竞争日益激烈的机械加工行业中,对产品的精密准确度要求越来越高,所以在今后的加工中,减小振动辐度,提高产品质量成为主要任务。

  一、振动对机械加工过程的影响

  在加工过程中产生了振动,在很大程度上阻碍了切削用量的提高,甚至更为严重的是导致切削不能正常的进行,影响了机械加工的生产效率。还会使机床和夹具等一些零件的链接处出现松动现象,使得期间的缝隙增大,导致刚度与精度降低,同时缩短了使用寿命。在切削过程中所产生的振动,可能会使刀尖刀刃崩碎,特别是那些韧性非常差的道具,刀具的材质是陶瓷的或者是硬质合金的要注意可能会引起的消振问题。当振动的频率很低时,就会产生一定的波度,振动的频率高时,就会导致加工面粗糙。

  二、振动的类型划分

  了解振动要先从振动的类型开始,振动从不同的角度来划分,可以分为很多类型,有强迫型、自激型、自由型等,每种类型都有各自的特点,都对机械生产过程会产生不同的影响,下面我们就具体来看看吧。

  1 自激振动的概念及类型分析

  自激振动是振动的另一种类型,自激振动从某种意义上说是一种自发振动。因为这种振动是不受外力干扰,而自动引起的自发性振动,在振动的过程中,受交变力的影响会引起持续的运动,持续且有规律性,机械设备在工作时,齿轮和部件相互交织在一起,而产生一定的磨擦导致这种自激振动产生。

  2 自由振动的概念及类型分析

  振动中还有最后一种类型,是自由振动类型。这种振动类型对机械加工的影响相对不是很大。由于机械运转过程中,激振力对系统不断作用,从而机械设备的平衡就被破坏,我们把能对激振力,进行约束的方式称为自由振动。

  3 强迫振动的概念及类型分析

  强迫振动类型,是在外力有规律的作用下产生的振动。例如,在我们经常见到的,削、切、磨的过程中,由于机械设备的带动,象电动机械,砂轮、皮带等的带动下,都会产生振动。这其中因为皮带或长或短,或厚或薄,油泵不稳定等因素的影响,从不同程度上都会促使振动的发生,这种振动现象就是强迫振动,这种振动会对加工产品的精密准确度产生影响,从而影响加工产品的圆度、加工产品的粗糙度等。一些回转动的机械设备,振动对回转精度也会产生影响。

  三、控制机械加工振动所采取的措施

  1 如何进行自激振动消减及具体实施

  (1)适当改变切削速度,尽量减少碰到临界的切削速度概率。或是中心架,或是选择主偏角较大长轴车刀从而消除振动。

  (2)可以适当改变系统中刚度主轴的方向,使得主轴的位置处于加工面法线与切削力夹角之外,例如镗孔时可以压扁镗杆,车刀装反等。

  (3)可以适当调整切削用量以及刀具的几何外观,例如安装上可以选取直角偏刀车外圆。

  (4)降低切削速度,提高进给、前角、主偏角。

  (5)改变切削速度,提高被加工原料的可塑性。

  2 如何进行强迫振动消减及具体实施

  (1)精密磨床中,利用叶片替代齿轮泵,采用液压缓冲设备减少冲力。

  (2)将处于快速旋转(每分钟600转以上)的零部件保持平衡状态或是将这些零部件添加一个自动平衡系统,包括启用减振设备。

  (3)可以适当保持镶条和轴承之间的空隙,调整工艺系统的原始频率,使得固有频率与激振频率不一致。

  (4)可以保持传动设备的稳定性,例如在磨床或是车床上不采用接头皮带,保持传动带的长度一致,将飞轮安装在主轴上以及淘汰直齿轮等。

  四、各类振动的形成原因

  振动有各种类型,因为振动的类型不同,所以其成因也不尽相同,找到振动的成因,对降低振动幅度至关重要,所以,下面就根据振动的类型分别进行分析。

  1 分析自激振动的原理及过程

  我们来分析一下自激振动的形成原因。对于自激振动的成因,要与强迫振动比照来分析,自激振动是自身交变力起作用引起的,它的振动稳定性方面较好,但维持振动不是因为激振力决定的。当系统不能正常运动时,交变力就消失了,那自激振动也就不存在了。

  2 分析自由振动的原理及过程

  我们来分析一下自由振动的形成原因。自由振动的成因很大程度上因为平衡性被破坏,当系统受到各种外力作用,而受到冲击时,它的平衡性就会受到破坏,当平衡性破坏时,就会靠自身的弹性来进行自由振动。

  3 分析强迫振动的原理及过程

  根据振动类型的划分,我们首先来分析一下强迫振动的形成原因。强迫振动的成因,主要是由于外力作用产生,而且这种外力在有规律性的,机械工作的过程中,设备与尺轮的带动下,加之油泵本身存在的不稳定性,都会促使强迫振动的产生。这种强迫振动的程度受机械设备中皮带的长度、厚度等影响较大。这种振动现象就是强迫振动,即强迫振动的成因。

  结语

  前面通过分析振动的类型划分,以及形成的主要原因和消减的具体措施,对振动这种物理现象,有了一个总体的了解。因为机械设备在加工的时候,所产生的振动较为复杂,要想对其进行深入的分析和研究,必须在其成因、类型的基础上进行,这样才能使研究更有针对性,找出影响振动、振幅的影响因素。确定出影响振动的具体因素后,才有利于分析出更利于消减振幅的措施,对加工生产过程进行全面控制,最大限度消除和减小振动的影响,来保证产品的质量,在竞争激烈的工业生产加工行业占有一席之地。

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